Paquímetros digitais para impressão 3D: resolução e exatidão

Resolução do visor e exatidão declarada são dois itens separados da ficha técnica

O boletim técnico da Mitutoyo abrange paquímetros digitais, de relógio e com nônio. Ele descreve duas características de exatidão baseadas na ASME B89.1.14-2018: o erro de contato parcial de superfície E e o erro de deslocamento de escala S. A resolução do visor é uma especificação separada a ser lida; o boletim não diz que ela basta para escolher um instrumento.

O boletim associa E às faces de medição externa e S às demais faces, incluindo medições internas, de ressalto e de profundidade. Suas especificações pressupõem que o zero foi ajustado com as faces externas; por isso, ele observa que podem ocorrer erros maiores com outras faces. O documento não fornece um valor para cada modelo à venda.

Em uma ficha de produto, registre a resolução do visor separadamente das características de exatidão declaradas para esse modelo. A Mitutoyo informa que os valores padrão são valores predefinidos: um fabricante ou usuário pode declarar valores diferentes. Ao comparar modelos, mantenha juntos o termo de erro, a face de medição e as condições, em vez de reduzir a especificação às casas decimais.

Do dígito no visor à decisão dimensional

A resolução descreve o incremento de leitura; ela não fornece o erro máximo admissível completo. O boletim da Mitutoyo apresenta os erros máximos admissíveis E e S, com valores padrão da ASME B89.1.14-2018, e informa que fabricantes ou usuários podem declarar valores diferentes. Também informa que as especificações se aplicam a 20 °C. Não transforme uma linha dessa tabela em uma característica automaticamente garantida por todo instrumento com o mesmo incremento de visor.

Para ilustrar a regra de planejamento do NIST, suponha que uma tolerância T de 0.20 mm seja definida para um projeto hipotético. Um décimo equivale a 0.02 mm, portanto um incremento de visor de 0.01 mm atende apenas a essa meta de resolução. Isso não estabelece um erro máximo de 0.01 mm nem justifica aceitar a peça. Os erros do instrumento para a dimensão e as faces de medição, além do procedimento exigido para a decisão, ainda precisam ser avaliados. Nenhuma dimensão impressa nem paquímetro foi medido para produzir este exemplo.

A FAQ de balanças do NIST oferece outra ilustração: ela separa a divisão do visor da divisão de verificação, sem tornar uma balança mais exata por ter um visor com mais resolução. As classes e os símbolos dessa FAQ pertencem à pesagem; não são especificações de paquímetros. Para a sua compra, volte aos valores declarados pelo fabricante do modelo escolhido e à dimensão a inspecionar, em vez de se apoiar em uma analogia com outra família de instrumentos. Guarde as evidências desse modelo exato junto com o registro da sua escolha.

Parta da tolerância-alvo para escolher a resolução

O manual do NIST relaciona o objetivo da medição à resolução e sugere, como regra prática, uma resolução pelo menos dez vezes mais fina que a tolerância. Em termos de incremento, isso significa não mais que T/10 para a tolerância T escolhida. Essa é uma orientação geral de planejamento, não uma especificação de um modelo específico, uma garantia de exatidão nem uma regra de aceitação de peças impressas.

O mesmo texto dá um exemplo de usinagem. Em uma operação de torneamento em que não se espera que os valores se afastem mais do que alguns milésimos de polegada do nominal, o diâmetro precisa ser medido com margem de um milésimo de polegada, e o manual conclui que paquímetros com nônio seriam adequados como dispositivo de medição para essa aplicação.

Para uma dimensão funcional, defina primeiro a tolerância que o seu projeto aceita. A regra do NIST pode ajudar a definir um requisito de resolução, mas não permite selecionar um modelo de paquímetro sem o manual dele nem qualificar uma peça impressa. O exemplo do paquímetro com nônio se aplica apenas à operação de torneamento indicada, não ao plástico impresso.

Repetibilidade: o terceiro item que vale procurar

Os documentos fornecidos não definem a repetibilidade de paquímetros. Se o manual do modelo a informar separadamente, registre essa definição e suas condições; não a deduza apenas da resolução ou de um valor de exatidão declarado.

Se você repetir uma medição para comparar peças, registre as leituras e as condições; essas fontes não medem a variação do paquímetro nem a parcela de uma diferença atribuível à ferramenta.

O boletim da Mitutoyo informa que as especificações dependem do comprimento medido, não da faixa total do instrumento, e se aplicam a 20 °C. Ele não define um valor geral de repetibilidade para paquímetros. Procure a definição, os valores e as condições no manual do modelo exato, se informados.

Itens da ficha técnica para ler antes de comprar

A Mitutoyo informa que os erros E e S dependem do comprimento medido, não apenas da faixa total da escala. Associe a dimensão que você precisa verificar à especificação correspondente e às condições dela. A regra de um décimo da tolerância do NIST ajuda a definir uma meta de resolução, mas não substitui essa verificação nem o manual do modelo.

Em uma medição interna, verifique também a geometria das faces de medição do modelo. O boletim observa que alguns paquímetros usam gumes cruzados cuja espessura e folga podem acrescentar erros em diâmetros internos pequenos. Para os paquímetros abrangidos até 300 mm, ele relata o teste adicional com anel-padrão de 5 mm exigido pela ASME B89.1.14-2018. Isso se aplica às faces e à verificação de paquímetros descritas no boletim; não qualifica um furo impresso.

Para a verificação formal de conformidade, o boletim descreve blocos-padrão, um verificador de paquímetros ou outros padrões de referência. Ele especifica pelo menos três a cinco pontos, conforme a faixa, pelo menos 90% dessa faixa e posições desde perto da haste até perto das pontas dos bicos; outros modos também exigem um ponto de teste. Essas instruções resumem a ASME B89.1.14-2018; nenhum teste foi realizado para esta página. Para medições internas, os padrões de referência listados incluem verificador de paquímetros, anel-padrão ou blocos-padrão com acessórios; o tamanho de teste padrão informado fica entre 20 e 50 mm. O boletim também exige um ponto de teste para cada outro modo, incluindo profundidade e ressalto, usando um bloco-padrão sobre um desempeno.

Onde termina a ferramenta e começa o método

As duas referências do NIST fornecidas não descrevem um método de medição para plástico impresso. Portanto, esta página não pode atribuir uma diferença de leitura à força de aperto, ao ângulo dos bicos ou a uma rebarba; registre separadamente a ferramenta, a dimensão e as condições de inspeção.

O manual do NIST oferece uma regra de planejamento: a tolerância-alvo ajuda a definir a resolução necessária. Ele não classifica paquímetros nem diz que um paquímetro digital qualifica uma peça impressa. Para requisitos de conformidade ou segurança, identifique o método e o instrumento exigidos para esse uso.

Fontes e limites

• NIST — Perguntas frequentes sobre pesagem e balanças (escopo: pesagem)
• Manual de estatística de engenharia do NIST — Parâmetros, faixas e resolução
• Mitutoyo — Exatidão e calibração de paquímetros, EDU-15003A (2018)

Organizamos a documentação de fabricantes e da comunidade; não medimos esses produtos nós mesmos. O manual do seu modelo exato tem prioridade sobre as orientações gerais.